旅游轨道交通线路的行车组织方案研究

顾海艇 吕永波 任 远 霍 颍

(1.中铁第六勘察设计院集团有限公司， 300308， 天津； 2.北京交通大学交通运输学院， 100044， 北京∥第一作者， 工程师)

目前国内旅游市场不断发展，著名旅游景区的游客量增长迅速。节假日时期，很多景区地面交通变得不堪重负，不仅严重影响了游客的旅游品质，对景区环境也带来了严重影响。作为解决旅游景区的交通问题，满足观光需求的一种新的交通方式——旅游轨道交通因经济环保、安全准时的特点，在国内正在兴起。

旅游轨道交通一般采用全封闭的形式，基本功能主要为交通功能和观光功能。交通功能旨在解决景区与外部交通枢纽、路网节点、其他景区之间以及景区内部之间的游客运输问题；观光功能主要体现在轨道交通与沿途景色的有机融合，营造人文自然与现代技术相交融的风情画貌，列车上的游客可以从更好、更高的视角饱览秀丽的自然风光，列车外的游客也可以欣赏到科技和自然的和谐之美。

1 悬挂式单轨系统在旅游线的应用前景

悬挂式单轨交通系统的特征是：车辆悬吊在轨道梁下方，转向架和运行轨道置于轨道梁内；线路最小曲线半径为30 m，最大爬坡能力达100‰[1]；车辆最高运行速度为60～80 km/h，平均旅行速度20～35 km/h；工程投资在1.0～2.0亿元/km；适用于单向高峰小时最大断面客流量0.4～0.8万人次/h的旅游交通走廊。

在运能上，悬挂式单轨系统为中低运量等级，4辆编组情况下运能可达到0.8万人次/h，可满足绝大部分景区的游客出行需求；在适应性上，悬挂式单轨系统的转弯半径小，爬坡能力强，与多数轨道交通制式相比具有明显的优势，可适应山地城市、道路崎岖不平等复杂条件，在造价上，悬挂式单轨系统在高架线路中的造价优势较为明显，相比地面线造价较高；在占地上，悬挂式单轨系统的桥墩宽度约0.8 m，仅占用2 m左右的绿化带即可满足建设要求；从建设周期上，轨道梁、道岔梁、桥墩等可采用工厂加工预制、现场拼装模式，施工工期短，对环境影响小；在观光性上，悬挂式单轨系统桥梁轻便，列车造型美观，宜与周边自然景观相得益彰，游客可欣赏高空景色。

基于以上特点，悬挂式单轨系统兼具交通和观光功能，在线路条件差、地面交通无法到达的特殊环境中具有明显的竞争优势。因此，悬挂式单轨系统在国内旅游线的应用前景较为广阔，应充分结合景区特点、线路条件进行合理设计，其中，做好行车组织方案研究，确定合理的建设规模，是实施具体工程的基础和必要条件。本文的旅游线是指采用悬挂式单轨系统的旅游轨道交通，并以某景区旅游轨道交通为分析案例。

2 旅游轨道交通客流特征

旅游轨道交通客流特征是行车组织方案设计的重要依据。深入剖析景区旅游轨道交通的客流特征，设计与其相匹配的行车组织方案，对于提高旅游轨道交通的运营效率和服务品质具有相当重要的作用。

客流特征主要包括客流时间分布、客流空间分布、客流需求特征这三个方面[2]。

2.1 客流时间分布

客流时间分布主要分为全年客流分布、全日客流分布。

旅游轨道交通的全年客流分布与景区客流量全年分布的波动基本一致，与当地的人口、交通、气候、季节、节假日等因素密切相关。一般来说，节假日以及举办大型活动时的日客流量远远大于周末、工作日，旺季日客流量远远大于淡季。以四川阿坝州四姑娘山风景区为例，其客流量月分布图如图1所示。由图1可见，8月和10月的客流量远远大于其他月份，其他月份客流量差异明显，最低月份为1月份，客流量仅为7 624人次。

图1 四川四姑娘山景区游客量月分布图

以4月份的日分布图为例(见图2)，4月5日、6日、7日为清明节小长假，4月29日、30日和5月1日为劳动节小长假，客流量明显大于其他时间，4月1日、14日、15日、21日、22日为周末，客流量约为工作日的2倍。

图2 四川四姑娘山景区4月份游客量日分布图

根据统计和计算，四姑娘山景区游客量期望值为1 748人次/d，标准差为2 144人次/d，离散系数为1.23，因此，景区日游客量的波动性极大，为景区服务的旅游轨道交通客流量也存在着极大的不均衡性。从全年客流分布上看，国庆的日游客量最高，多日突破1万人次；五一小长假和8月周末的日游客量相对较高，在6 000～8 000人次；该景区旺季的周末客流量超过了春节、清明、中秋等节假日。从分布比例上看，在1年中，90%的日客流量在4 000人次以内，97%的日客流量在6 000人次以内，如图3所示。

图3 四川四姑娘山景区日游客量分布图

在设计行车组织方案之前，应对节假日、周末、工作日的客流分布进行全面分析，研究旅游轨道交通的设计运输能力与不同时期游客需求的匹配性。

旅游轨道交通的全日客流分布是指一天中不同时段的客流出行分布。游客出行时段一般与景区的开放时间相匹配，与通勤客流最高峰通常出现在早上8:00—9:00不同，旅游客流的最高峰可能出现在早上的去程，也可能出现在下午的返程[3]。当作为大型景区对外交通功能为主的线路时，高峰小时系数相对较高；当作为景区内部观光功能为主的线路时，全日客流分布相对比较均匀，高峰小时系数较低。

2.2 客流空间分布

客流空间分布主要分为全日客流断面和高峰小时客流断面，均体现在客流断面图上。

当旅游轨道交通作为景区对外联系主要交通工具时，全日断面客流往往相对均匀，即首末站的上下车乘客远大于中间站的上下车乘客，乘客平均运距较长；高峰小时上下行断面客流极不均匀的情况(如图4所示)，早上的早高峰进入景区客流远远超过出景区客流，下午则相反。当作为景区内部各景点的连接线或观光线时，各景点的上下车乘客与景点吸引力相关，全日断面客流形状呈现“中间大、两头小”的纺锤形，平均运距相对较短，高峰小时上下行断面客流相对均匀，如图5所示。

a) 全日 b) 早高峰

a) 全日 b) 早高峰

2.3 客流需求特征

客流需求特征主要体现在游客对旅游轨道交通服务性的要求，主要有乘车环境、最高运行速度、停站时间等。

在旅游轨道交通中，乘客追求的目标是身心愉悦，享受生活，因此对运输的服务性具有较高的要求。第一是乘车环境，游客对乘坐舒适度的要求较高，不光要有便捷的进出站、购票换乘条件和舒适的候车环境，对客室内的乘坐舒适度要求尤为严格。在平均运距较长时，应尽量保证充足的座椅数量，在平均运距较短时，游客即使在客室中站立，也不会引起过度的反感。第二是最高运行速度，这与线路长度、沿途景观相关。当线路较短或沿线风景优美时，旅游线应重点突出其观光功能，最高运行速度应保持在较低水平，以提高游客的观赏体验；当线路较长或沿线景观单调时，最高运行速度应尽量提升，加快列车周转。第三是停站时间，旅游客流的目的是放松和愉悦自身，因此在进出站、售检票、上下车等过程中均表现出轻松姿态，相比通勤客流，对时间的要求不再严格。因此，旅游客流的上下车速度应比通勤客流稍慢，停站时间应适当增加，保证乘客充足的上下车时间。

3 行车组织方案要素分析

在旅游轨道交通中，行车组织方案的三大要素主要是行车对数、列车运行交路、列车旅行速度。

3.1 行车对数

旅游轨道交通的基本功能是满足游客的乘车需求，因此行车对数是行车组织方案的核心。与通勤客流不同，旅游客流往往存在极大的不均衡性。若按照完全满足节假日的最大客流考虑，行车组织方案可以满足全年的客流需求，但是绝大多数时间运能富余过多，存在列车闲置、规模偏大的情况，经济效益较差；若按照满足日均客流量考虑，线路的设计运输能力无法满足节假日的客流，甚至连旺季的周末也无法满足，轨道交通的作用无法体现。

在设计行车对数时，主要按照如图6所示的4个步骤进行。其中，客流分析和车辆定员的确定尤为关键，其需要密切结合客流时间分布和客流需求特征来进行研究。

3.2 列车运行交路

列车运行交路的制定主要以客流空间分布为依据，具体有以下几点影响因素：一是充分考虑全线的客流分布规律，研究列车运行交路设置的匹配性和可延续性；二是考虑行车组织的灵活性和可操作性，线路通过能力和可持续运输能力应满足要求；三是考虑折返站配置情况和能力的大小；四是以满足大多数游客出行需求为目标，尽量减少换乘次数，提高游客出行的直达性[4]。

对于以对外交通为主的旅游线，客流特征以直达为主，客流断面均匀，列车交路宜考虑采用单一交路；当潮汐客流明显时，上下行客流极不均匀，可结合交路长度、场段位置考虑采用单向加车方案，以减少车辆购置费和运营成本[5]。对于以内部交通、观光线为主的旅游线，断面客流呈现纺锤形，当线路较长时，从运营效率的角度，可考虑采用大小交路；当线路较短时，从运营简便的角度，可以考虑采用单一交路。折返站位置必须有足够的配线和其他设备。对于悬挂式单轨系统而言，由于轨道梁道岔的特点，无法布置交叉渡线，而且道岔造价高昂，在设置折返站时需慎重考虑，应综合比较建设投资、运营维护成本和难度、乘客舒适性等因素，选择最佳方案。

3.3 列车旅行速度

列车旅行速度主要与最高运行速度、停站时间相关，是计算运用车的基础。旅行速度越高，列车周转越快，运用车和配属车就越少。目前1辆悬挂式单轨车辆造价就达数百万元，旅行速度的微小变化就可能带来上千万元的费用变化。

最高运行速度取决于旅游轨道交通的功能。以观光为主的线路，应适当降低最高运行速度，保持在20～40 km/h；在局部风景优美区段，可进一步降低速度，以增加游客的体验感。以交通功能为主的线路，应在乘坐舒适的前提下，尽量提高运行速度，宜在60～80 km/h，以加快列车周转，减少列车购置费用。停站时间应充分考虑游客的心理状态和行走速度，上下车时间应在通勤客流上下车速度的基础上适当放宽，停站时间不宜过短，列车在停站时应反复提醒乘客，避免乘客坐过站。

4 算例分析

以某景区旅游轨道交通线路为例，进行行车组织方案分析。根据景区客流量，淡季为每年的12月至次年3月，旺季为4月至11月，淡、旺季的工作日和周末分开考虑，法定节假日作为一个时段。因此，将全年划分为淡季工作日、淡季周末、旺季工作日、旺季周末、节假日5部分进行客流预测。

该线全长5 km,共设4座车站，线路功能以交通功能为主、观光功能为辅，其客流指标如表1所示。客流以起终点直达客流为主，早高峰最大客流断面区间为三站—四站，远期节假日早高峰断面客流如图7所示。

图7 远期节假日早高峰断面客流

在设计行车组织方案时，首先判断以哪个阶段的客流数据作为主要设计依据。按上述5个阶段的天数在全年中的比例进行排序，旺季工作日(46.3%)>淡季工作日(22.5%)>旺季周末(15.3%)>淡季周末(9.9%)>节假日(6.0%)；按日客流量进行排序，节假日>旺季周末>淡季周末>旺季工作日>淡季工作日，因此满足旺季周末客流可满足94%时间的客流需求。节假日客流量约为旺季周末的1.37～1.46倍，按旺季周末的高峰小时最大断面客流计算设计运输能力，并考虑10%～20%的运能裕量，旅游轨道交通的实际运输能力可满足节假日的大部分需求。由于该线以交通功能为主，游客对客室环境的容忍度较高，因此节假日期间可适当降低客室内的服务水平，即提高立席的站立标准，并尽可能利用既有运用车数量，提高高峰小时行车对数，检算是否满足节假日客流需求。综上，该线宜按旺季周末的高峰小时最大断面设计运输能力。

表1 客流预测指标汇总表

参考四川省地方标准的车型分类，该线车辆宜采用定员较大的A型车。该线以交通功能为主、观光功能为辅，应考虑部分站席。从游客舒适性的角度考虑，站立标准宜采用3～4人/m2，取中值3.5人/m2，车辆定员为67人/辆。在节假日时，站立标准取5人/m2，定员为82人/辆。作为旅游轨道交通，行车对数不宜大于20对/h，因此列车采用2辆编组。

该线平均站间距达1.7 km，因此宜适当提高最高运行速度，取60 km/h。首末站停站时间为40 s，中间站停站时间为30 s。经计算，该线配车旅行速度为30 km/h。

客流以起终点站直达客流为主，而且线路较短，列车运行交路采用单一交路。考虑到该线潮汐客流明显，可以采用单向加车方案，在一站附近设置车辆基地1座，四站附近设置可供3列列车停放的停车线，具备在高峰期单向加3列列车的条件。

根据客流需求设计行车对数，计算旺季周末的设计运输能力和运用车，然后根据各年限的实际运用车数量计算行车对数可达到的最大值，分别为9对/h、13对/h、16对/h。各阶段的设计运输能力和运用车数量如表2所示，早高峰列车交路图如图8所示。

表2 设计运输能力表

注：图中数字依次为淡季工作日、淡季周末、旺季工作日、旺季周末、节假日的行车量；在初期、近期和远期中，第一行数字的单位为对/h，第二行数字的单位为列/h。

5 结语

国内旅游轨道交通发展迅速，悬挂式单轨系统作为一种轻型、美观、适应能力强的轨道交通制式，在旅游线的应用前景较为广阔。但是任何轨道交通均存在规模大、造价高昂的问题，因此做好旅游线的行车组织精细化设计，设计合理建设规模是项目实施的重点。本文从客流时间分布、客流空间分布、客流需求特征等三方面分析客流特征，为行车组织设计打好基础；然后主要从行车对数、列车运行交路、旅行速度等与旅游线特征相关的三部分内容进行行车组织设计方法的研究；最后结合算例，设计与之相匹配的行车组织方案，为具体工程实施提供参考。